La diversité des systèmes d’essai proposés répondent aussi bien aux besoins de l'industrie pharmaceutique humaine que vétérinaire :
- Fractions subcellulaires hépatiques
- Fractions subcellulaires isolées de divers tissus
- Fractions subcellulaires isolées d'animaux surexprimant un cytochrome P450 donné
- Hépatocytes humains
- Hépatocytes isolés d'animaux
- Cytochromes P450 recombinants et autres enzymes impliqués dans le métabolisme de phase I des médicaments
- Enzymes recombinantes impliqués dans le métabolisme de phase II des médicaments
Microsomes
Les microsomes constituent le système d’essai le plus utilisé pour l’étude du métabolisme d’un nouveau médicament et pour l’obtention de données préliminaires sur les interactions susceptibles de survenir entre médicaments.
Les microsomes sont des vésicules résultantes de la fragmentation des membranes du réticulum endoplasmique et constituent le système d’essai in vitro le plus simple après les enzymes recombinantes. Ils sont utilisés pour l'étude du métabolisme de phase I et de phase II.
Les principaux enzymes du métabolisme des médicaments présents dans cette fraction tissulaire comprennent la superfamille du cytochrome P450, les monooxygénases à flavine, les époxydes hydrolases et diverses transférases (UDP-glucuronyltransférases).
Fractions S9
Les fractions intracellulaires S9 (surnageant d'homogénat de foie) constituent un autre système d’essai utile pour l'étude du métabolisme des médicaments faisant appel à la fois aux enzymes microsomiales et cytosoliques.
Hépatocytes
Les hépatocytes isolés en suspension ou en culture primaire offrent de nombreux avantages par rapport aux fractions cellulaires. Notamment au niveau de la présence, en totalité, des enzymes hépatiques du métabolisme des médicaments et des cofacteurs endogènes, l'orientation naturelle des enzymes membranaires et une reproduction plus exacte des différences susceptibles qui peuvent exister entre la concentration du médicament de part et d'autre de la membrane cellulaire.
Ces modèles permettent également d'étudier le rôle de voies métaboliques alternatives pour un substrat donné en présence de médicaments qui inhiberaient sa principale voie métabolique.
Enzymes recombinantes
Les systèmes d’essai recombinants sont des modèles enzymatiques uniques qui permettent d’étudier le métabolisme ou le pouvoir inhibiteur d’un médicament sur une isoforme spécifique.
Cependant, en raison de l'absence de compétitivité entre les diverses voies métaboliques, ce système d’essai ne permet pas d'obtenir des données précises sur la contribution relative d’une isoforme dans le métabolisme global du médicament. Les enzymes recombinantes peuvent servir à confirmer les résultats obtenus à partir de microsomes ou d’hépatocytes et sont utiles dans la détermination des paramètres de cinétique enzymatique (KM, Vmax, KI,…).
